CN205303297U - 一种sf6断路器的气体循环加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SF₆断路器的气体循环加热装置，包括与断路器极柱连通的储气罐、加热器、气泵和辅助罐，气泵和加热器均设置在储气罐内部，气泵与断路器极柱连通，气泵的进口上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，气泵的出口上分别装有第三电磁阀和第四电磁阀，第一电磁阀和第四电磁阀均安装在气泵的进口与出口之间，带活塞的辅助罐连接在储气罐上。本实用新型使用移动的活塞，使储气罐的体积发生变化，保持其压力基本不变，为气泵的运行创造了良好的工作条件；而且只需要改变辅助罐的大小，就能满足不同大小的断路器的需要，使得产品具有通用性；在不改变断路器结构以及维护技术条件的前提下，可靠地对***进行加热；结构简单，安装容易。

Description

一种SF6断路器的气体循环加热装置

技术领域

本实用新型涉及电力辅助设备领域，具体是一种SF₆断路器的气体循环加热装置。

背景技术

随着电力设备制造技术的发展，SF₆断路器因其具备开断性能优异、维护工作量小、机构运行稳定等优势，在电力***得以大面积推广，华北地区高压断路器SF₆设备占全部设备的80％以上。在有的公司35kV及以上电压等级断路器无油化率已经达到100％。

但随着SF₆断路器运行数量及年限的增加，其内在缺陷也逐渐显露出来。SF₆气体作为绝缘及灭弧介质，其开断能力与SF₆气体的密度有关。SF₆是一种大分子气体，液化点高，在0.6MPa的气体压力下，SF₆气体液化温度为-27℃。也就是说，当环境温度降至-27℃时，额定压力为0.6MPa的SF₆断路器本体内气体将大量液化，导致灭弧室内气体密度降低、断路器开断能力下降。此时密度继电器报警闭锁为“液化报警(闭锁)”，此时断路器无法保证开断能力。

在高寒地区，冬季气温很低，SF₆断路器“低压报警”及“液化报警闭锁”的现象十分普遍。为防止出现因断路器闭锁造成供电区域大面积停电的恶性电网事故，各供电公司都进行过能够保障断路器低温运行的技术措施，先后采用了更换低温型密度继电器、采用混合气体、将断路器降压运行，甚至在低温时期取消断路器低气压闭锁功能等多种措施，来保障断路器运行安全，但都没有收到很好的效果。

为了解决SF₆断路器(尤其是瓷柱式SF₆断路器)在高寒地区应用中存在的问题,开关制造厂家和电力部门做了很多尝试，目前比较常见方法有以下几种。

(1)使用混合气体来代替SF₆气体，一般采用SF₆和N₂的混合气体作为绝缘和灭弧介质。混合比例综合考虑液化温度、绝缘性能、灭弧性能这3个因素，常见的有50％SF₆+50％N₂和60％SF₆+40％N₂。这种方法虽然可以降低SF₆气体的液化温度，但给断路器维护和检修带来了一些问题。例如断路器检漏，因其气体浓度改变而使检漏仪器的敏感度、准确性受到影响。使用混合气体时，需要对断路器中灭弧喷嘴进行改造，因此，不适合大量的在线设备。

(2)使用低压SF₆设备，这种方法就是降低灭弧室中SF₆气体的压力，在灭弧室体积不变的前提下，降低压力就意味着降低气体密度，降低断路器的灭弧能力和绝缘能力。由于绝缘能力降低，所以，为了保证在同样电压等级下的绝缘强度，就必须增大安全距离来保证其安全，这样势必使得断路器的物理尺寸增大，因此，低温型的断路器制造价格远高于正常的断路器。显然这也不是最理想的办法。

(3)对断路器本体加热，国内高寒地区的电力部门，包括一些高压开关厂家，都做过类似的尝试，在SF₆断路器在支柱下端加装电加热器。这种加热方案虽然简单易行，但是其效果很差，原因是极柱的尺寸较长，以LW36-126断路器为例，总高4680mm，其中极柱部分高度约为2400mm，SF₆灭弧室在极柱的上部，其中有SF₆气体约10Kg。极柱又细又高，主要连接部件是绝缘拉杆，是热的不良导体，因此不能把足够的热量传输到SF₆气室中。这种方法显然也不理想。

因此，急需研发一套能够保证断路器低温运行的装置。

通过反复研究，在冬季低温时往液化报警的断路器内注入常温气体的工作中得到启示，如果把高温气体注入SF₆断路器灭弧室中，使其温度升高，维持在液化温度以上，就可以解决这个问题。在这个思路的基础上，发明人设计制造了SF₆气体自动加热装置，如图1和2所示，其原理如下：从断路器灭弧室12吸气，打开第一电磁阀1、第三电磁阀3、气泵5，这时，气体从断路器中被吸出(从断路器中吸出冷气体)，对储气罐7中的气体加热，关闭气泵5、第一电磁阀1、第三电磁阀3，打开加热器6，对储气罐7中的气体加热；向断路器灭弧室12打气，关闭加热器6，打开气泵5、第二电磁阀2、第四电磁阀4，气体被压回断路器(把热气体压回断路器)。通过SF₆气体的流动，把热量传送到断路器灭弧室12中，使断路器灭弧室12内气体温度升高，不发生液化现象，因此，气体的流动以及流动的气体的数量，是整个装置的关键。

经过多次试验，效果不是很理想，对断路器中的SF₆气体加热的效果，完全取决于气泵5的效率和储气罐7的体积，储气罐7的体积越大，储存的气体越多，和断路器灭弧室12体积的差值越小，效果就越好，反之效果就差，断路器的尺寸很大，很笨重。另外，为了保证可以使SF₆气体流动起来，我们选用了高性能的气泵5，但是这种气泵价格昂贵，成本很高。

针对这种情况，认真分析，对其进行改造，尤其是对气泵的工作环境进行了彻底的改良，使得SF₆气体可以很好的循环，可以传送更多的热量，使其更具有实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种SF₆断路器的气体循环加热装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种SF₆断路器的气体循环加热装置，包括与断路器极柱连通的储气罐、加热器、气泵和辅助罐，所述气泵设置在储气罐内部，所述加热器设置在储气罐内部底端，所述气泵与断路器极柱连通，所述气泵的进口上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，所述气泵的出口上分别装有第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一电磁阀和第四电磁阀均安装在气泵的进口与出口之间，所述第二电磁阀和第三电磁阀均与储气罐连通；所述辅助罐连接在储气罐上，且辅助罐上设置有运动活塞。

作为本实用新型进一步的方案：所述储气罐和气泵通过同一根管道与断路器极柱连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过一个可以移动的活塞，使储气罐的体积发生变化，保持其压力基本不变，为气泵的运行创造了良好的工作条件；外挂式活塞辅助罐，只需要改变辅助罐的大小，就可以满足不同大小的断路器的需要，使得产品具有通用性；在不改变断路器结构以及维护技术条件的前提下，可靠地对***进行加热；与SF₆断路器只有一个连接点，安装容易。

附图说明

图1为SF₆断路器的气体加热装置示意图。

图2为SF₆断路器的气体加热装置中储气罐的内部结构示意图。

图3为SF₆断路器的气体循环加热装置的结构示意图。

图中：1-第一电磁阀；2-第二电磁阀；3-第三电磁阀；4-第四电磁阀；5-气泵；6-加热器；7-储气罐；8-辅助罐；9-运动活塞；10-断路器极柱；11-管道；12-断路器灭弧室。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图3，本实用新型实施例中，一种SF₆断路器的气体循环加热装置，包括与断路器极柱10连通的储气罐7、加热器6、气泵5和辅助罐8，气泵5设置在储气罐7内部，加热器6设置在储气罐7内部底端，气泵5与断路器极柱10连通，储气罐7和气泵5通过同一根管道与断路器极柱10连接；气泵5的进口上分别安装有第一电磁阀1和第二电磁阀2，气泵5的出口上分别装有第三电磁阀3和第四电磁阀4，第一电磁阀1和第四电磁阀4均安装在气泵5的进口与出口之间，第二电磁阀2和第三电磁阀3均与储气罐7连通；辅助罐8连接在储气罐7上，且辅助罐8上设置有运动活塞9。

本实用新型气体循环加热装置的具体工作步骤如下：

(1)向断路器方打气

第二电磁阀2、第四电磁阀4闭合，气泵5运行，气体向断路器方向流动，热量传送开始；断路器一侧压力升高，储气罐7一侧压力开始下降，运动活塞9在吸力作用下，向内移动，储气罐7压力降低，但降低的幅度很小，气泵5仍处在良好的工作条件下，可正常工作；

运动活塞9到达极限位置，停止运动，断路器与储气罐7压力差迅速达到极限，气体流动停止，热量传送停止。

(2)从断路器中吸气

第一电磁阀1、第三电磁阀3闭合，气泵5运行，气体向储气罐7一侧流动，吸气开始；

储气罐7一侧压力开始升高，但由于运动活塞9向外移动，体积增大，储气罐7压力升高的较慢，气泵5处在良好的工作条件下，可以正常工作；

运动活塞9到达最外极限位置，停止移动，在气泵作用下，储气罐7内压力迅速升高，达到气泵5的极限工作条件，气体流动停止，吸气停止。

通过以上分析可知，当气泵5从储气罐7向断路器打气时，随着储气罐7气体的流出，其体积也在逐步减小，使得储气罐7内压力可以保持基本不变，这样，大大改良了气泵5的工作条件，可以输送更多的气体，携带更多的热量到断路器灭弧室，阻止其中的SF₆气体，在极寒条件下发生液化。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种SF₆断路器的气体循环加热装置，包括与断路器极柱连通的储气罐、加热器、气泵和辅助罐，所述气泵设置在储气罐内部，所述加热器设置在储气罐内部底端，所述气泵与断路器极柱连通，其特征在于，所述气泵的进口上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，所述气泵的出口上分别装有第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一电磁阀和第四电磁阀均安装在气泵的进口与出口之间，所述第二电磁阀和第三电磁阀均与储气罐连通；所述辅助罐连接在储气罐上，且辅助罐上设置有运动活塞。

2.根据权利要求1所述的SF₆断路器的气体循环加热装置，其特征在于，所述储气罐和气泵通过同一根管道与断路器极柱连接。